3D打印开启模具行业智能制造新纪元

【编者按】模具，工业生产上用以注塑、吹塑、挤出、压铸或锻压成型、冶炼、冲压等方法得到所需产品的各种模子和工具。模具也被称为“工作母机”，3D打印的出现，为模具行业带来了技术革新，引领行业升级，开启“智能制造”新纪元。

作为“工业之母”，模具是工业生产的基石，与制造业的方方面面都息息相关。在我们日常生活中，有很多物品都是通过模具而实现批量生产的，比如汽车的仪表盘、家用电器中空调面板、洗衣机盘座，还有音响设备上的小零件，甚至门拉手、锁具等，模具应用无处不在。随着中国制造业的飞速发展，传统的模具制作费用昂贵且制作周期长，且对人力投入需求高，形成了激烈的市场竞争。同时，个性化定制、快速的设计迭代也成为日益增长的客户需求。这些挑战促使模具行业寻求新的技术，以更高效的方式进行模具制造。3D打印的出现，为模具行业带来了技术革新，引领行业升级，开启“智能制造”新纪元。

简单来讲，3D打印即以数字模型文件为基础，通过逐层叠加的方式来打印物体的技术。应用到模具行业，与传统模具制作工艺(如CNC加工)相比，其最大的优势在于能够制作形状和结构非常复杂的模具和模型。在3D打印技术出现之前， CNC加工需要对结构复杂的模具和模型进行拆件、编程、制作和组装，工序繁琐且易出现组装误差，耗费大量的时间和人力成本;而3D打印则能一次性打印成型，无需后期组装，大大简化了制作流程，避免了误差。在此过程中，3D打印能为模具制作企业显著节省时间和人力成本，以往通过外包制作模具和模型需花费至少几天的时间，企业因而面临巨大的时间压力。而有了内部3D打印机，仅需短短几个小时就能拿到打印部件，模具和模型制作周期缩短，为企业赢得了宝贵的产品研发和上市时间。与此同时，对于生产开始后可能进行的多次模具修改，3D打印的灵活性也使快速设计迭代成为可能，节约了时间和经济成本。此外，3D打印非常适合个性化定制生产，可用于制作小批量、定制化工具和零部件，帮助企业应对个性化客户需求。

综合3D打印和传统模具制作工艺的各自优势，二者实为优势互补、相辅相成的。在新品研发的初期和中期，直到设计确定之前，通过3D打印技术可以提升新品设计的灵活性和多样性，研发周期也越来越短。在正式投入生产之前，再使用传统模具制作工艺开模，从而进行大批量产品生产。将传统工艺和3D打印创新技术相结合，将对整个模具行业的发展有着积极的推动意义。

以Stratasys为例，我们拥有3D打印的两大核心技术——FDM技术和PolyJet技术，为诸多模具行业的客户创造了价值。Whale公司是英国的一家领先车载应用供水与供暖系统制造商。通过在其加工制造过程中引进Stratasys的3D打印解决方案，使用Stratasys数字 ABS 材料制作3D 注塑模具工具，可在白天完成工具的设计，夜间进行3D打印，在24h内就能完成制作，然后在次日早晨利用一系列最终产品材料对其进行测试。

这样一来，Whale公司成功将注塑模具工具的交付周期最多缩短了97%，且只需花费制造金属工具的一小部分，产品研发过程最多缩短了35%。此外，Whale公司还为汽车、航空航天等行业客户提供快速原型制作服务，使用塑料(如聚丙烯和玻纤增强聚丙烯)制作多材料3D 打印部件和工具。

通过以上案例，我们看到，3D打印在全球模具行业的应用在不断拓展和加深。对于中国市场上而言，这一发展势头更是前所未有。今年年初以来，政府将3D打印行业发展上升到国家层面，行业发展迎来春天。“中国制造2025”战略的提出更是加快了我国制造业转型升级，这正是3D打印能够给包括模具行业在内的中国制造业带来的极好机遇。作为全球3D打印的领导者，2015年，Stratasys将积极配合国家政策和本地市场需求，继续大力推广直接数字制造(DDM)的应用，深化行业应用，细分服务市场，让航空航天、汽车、家电、文化创意、生物医疗、教育等多个领域的客户能够更好地体验到3D打印的好处，加快步伐迈向“智能制造”的新纪元。

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